美國能源部實驗室PNNL改變鈉離子電池液態 - 工程師

美國能源部實驗室PNNL改變鈉離子電池液態核心成分，突破循環壽命

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眾所皆知，鋰離子電池組並不是最環保的電池。美國能源部太平洋西北國家實驗室（PNNL
）發現，鈉離子電池更便宜而且更環保。如今PNNL聲稱已經在實驗室開發出一種使用壽命
大大延長的鈉離子電池。該研究結果發表在《Nature Energy》期刊上，有望成為為電動
車提供動力並儲存太陽能的電池。

研究人員改變了構成電池液體核心的成分，從而防止傳統鈉電池帶來性能上的麻煩。在能
源儲存技術上擁有超過23項專利的PNNL研究負責人Jiguang Zhang表明鈉離子電池有機會
成為續航力強且環保的電池技術。

電池組成中，電解質是保持能量流動的循環“血液”。電解質是由鹽溶解在溶劑中形成，
導致帶電離子在正極和負極之間流動。隨著電池的壽命，保持能量流動的電化學反應變得
遲緩，電池無法再充電。當前的鈉離子電池技術，電池衰退的速度比鋰離子電池快上許多
。如今PNNL團隊通過改變液體溶液和流經電池內鹽的類型來解決這個問題，建立新的電解
質配方。

科學家通過改變陰極材料並添加完全不同的電荷載體（即電解質，保持電池中能量流動的
“血液”）來實現這一目標。透過調整構成電池液態核心的成分，科學家能夠克服一直以
來鈉電池的性能問題。

PNNL研究人員新開發的鈉離子技術使用一種自然滅火溶液，該溶液不受溫度變化的影響，
並且可以在高壓下運行。這一特性的關鍵是在陽極上形成的超薄保護層。這種超薄層一旦
形成就會保持穩定，進而提供長循環壽命。

在實驗室測試中，新設計已經證明是耐用的，在4.2 V下，可循環300次之後仍可保持90%
的電池容量，且高於之前大多數鈉離子電池的能力。

不過，在能量密度方面，鈉離子技術目前仍落後於鋰離子。但鈉離子仍有其獨特的優勢，
如耐溫性強、穩定性好、循環壽命長等。這些優勢證明對未來某些輕型電動車甚至電網儲
能的應用極具價值。
雖然新研發的鈉離子電池不會立即超越傳統的鋰離子電池，但不可否認，其在充電、保持
能量和幫助推廣清潔能源方面提供了許多好處。更何況中國電池大廠寧德時代已經推出了
其第一代鈉離子電池，並將鈉離子和鋰離子電池整合到一個電池組，美國也必須加緊腳步
將鈉離子電池帶入商用化階段。

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